自动控制原理八套习题集

41.求图示方块图的传递函数，以X i (s)为输入，X0 (s)为输出。

42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

43.欲使图所示系统的单位阶跃响应的最大超调量为20%，峰值时间为2秒，试确定K和

K1值。

44.系统开环频率特性由实验求得，并已用渐近线表示出。试求该系统的开环传递函数。(设系统是最小相位系统)。

自动控制原理2

41.根据图示系统结构图，求系统传递函数C(s)/R(s)。

42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

43.已知系统的传递函数)

11.0(10

)(+=

s s s G ，试分析系统由哪些环节组成并画出系统的Bode

图。

44.电子心率起搏器心率控制系统结构如图所示，其中模仿心脏的传递函数相当于一个纯积分环节，要求：

(1)若5.0=ζ，对应最佳响应，问起搏器增益K 应取多大。

(2)若期望心速为60次/min ，并突然接通起搏器，问1s 后实际心速为多少？瞬时的最大心速多大。

自动控制原理3

41.求如下方块图的传递函数。

y 0(t )

43.设单位反馈开环传递函数为)

505()(+=s s K

s G ，求出闭环阻尼比为5.0时所对应的K 值，

并计算此K 值下的Mp t t t r p s ,,,。 44.单位反馈开环传递函数为)

10)(2()

(10)(+++=

s s s a s s G ，

(1)试确定使系统稳定的a 值；

(2)使系统特征值均落在S 平面中1Re -=这条线左边的a 值。 自动控制原理4

41.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

42.求如下方块图的传递函数。

44.已知单位反馈系统的开环传递函数)

12)(1()(++=

s s s s G k ，

F i (t )

(l)求使系统稳定的开环增益k 的取值范围； (2)求k =1时的幅值裕量；

(3)求k =1.2，输入x (t )=1+0.06 t 时的系统的稳态误差值e ss 。 自动控制原理5

41.一反馈控制系统如图所示，求：当ξ=0.7时，a=?

42.

43.某单位反馈开环系统的传递函数为)

20)(2(2000

)(++=s s s s G ，

(1)画出系统开环幅频Bode 图。 (2)计算相位裕量。

44.求出下列系统的跟随稳态误差e ssr 和扰动稳态误差e ssd 。

自动控制原理6

41.求如下方块图的传递函数。

42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

43.已知某单位负反馈控制系统的开环传递函数为G(s)=12+as

s

，绘制奈奎斯特曲线，判别系

统的稳定性；并用劳斯判据验证其正确性。

44.设控制系统的开环传递函数为G(s)=K

s s s ()()

++24 试绘制该系统的根轨迹，并求出使系统

稳定的K 值范围。

自动控制原理7

41.求如下方块图的传递函数。

42.建立图示系统的数学模型，并以传递函数形式表示。

43.已知具有局部反馈回路的控制系统方块图如图所示，求： (1)系统稳定时K f 的取值范围； (2)求输入为2

2

1)(t t x =

时，系统的静态加速度误差系数K a ； (3)说明系统的局部反馈K f s 对系统的稳态误差e ss 的影响。

44.伺服系统的方块图如图所示，试应用根轨迹法分析系统的稳定性。

自动控制原理8

41.系统方框图如下，求其传递函数())

(s R s C 。

43.已知系统的传递函数1

)

110(10)(++=S S S G ，试分析系统由哪些环节组成并画出系统的

Bode 图。

44.单位反馈系统的开环传递函数为1

1

)(+=

s s G k ，求: 1)系统在单位阶跃信号输入下的稳态偏差是多少；

2)当系统的输入信号为)30sin()(

+=t t x i ,系统的稳态输出？

自动控制原理1试题答案及评分参考

2

432133212321214

13211)(H G H G G H G G G H G G H G G G G G G G s G ++++++=

（5分）

42.解：

)()]()([)()()]()([)()]()([)()()]()([)()(022020201002010s F s X s X k s X Ms t f t x t x k t x

M s X s X k s X k s DsX t x t x k t x k t x

D i a a i a a a a =-+⇒=-+-=+⇒-=+

（2.5分）

()()2

1222132

k k Ds k s k k m mDs k s G ++++=

（2.5分）

43.解：

k

ks k s k

s X s Y s G i ++==

12)()()( （2分） 456.02.05

5

62

1=⇒=-=

=--

ξξξπ

e

M p （2分） 212

=-=

ξ

ωπn p t （2分）

508.4906.82

≈==⇒=n n k ωω （2分）

13.021==k

k n

ξω （2分） 44.解：

由图知该系统的开环传递函数为

1

2122++⋅Ts s T s k ξ （2分） 其中T =13

（1分） 由低频渐近线与横轴交点为10=ω，得10=k （2分） 修正量()10)2log(20=-=ξωL ，得158.0=ξ （2分） 故所求开环传递函数为

⎪⎭

⎫ ⎝⎛++1105.09110

2s s s （3分）

或记为

)

12(2

2++Ts s T s k

ξ (158.03

110==

=ξT k )

自动控制原理2试题答案及评分参考